電路設計 - 優秀的PCB設計工程師應該啃掉這一“土壤”

“地”是電子技術中一個非常重要的概念. 在 PCB設計過程, 我們將遇到各種理由, 例如數位地面, 類比接地, 和訊號接地. 在本文中, 我們不妨瞭解開關電源中的各種“接地”.

“土地”的概念

“地”的經典定義是“用作電路或系統參攷的等電位點或平面”

“地球”的象徵

理想的, 地線應為零電勢和零阻抗的物理實體. 在實際接線中, 上 PCB接地 金屬絲, 具有阻抗分量, 以及由分佈電容和電感組成的電抗分量. 此外, the ground wire and the source (power source, signal source) form a loop. 該回路的電場將感應外部電磁場的射頻電流, 這通常被稱為“譟音”, 這將導致電磁干擾問題.

開關電源實際接線過程中對“地”的考慮

̐一般規定Ì

. 根據實際應用，首先區分接地線的類型，然後選擇不同的接地管道。

. 無論採用何種接地管道，都必須遵守“低阻抗、低雜訊”的原則。

開關電源中“地”的分類

1、直流接地

直流電路“接地”，零電位參考點。

2、交換地點

交流電的中性線，這種接地通常是產生雜訊的接地，應與接地區分開來。

3、類比接地

各種類比信號的零電位。

4、數位地面：

也稱為邏輯地，它是數位電路的各種開關（數位）訊號的零電位。

5、高溫地面

開關電源不需要使用工頻變壓器，其開關電路的“地”與電網有關，即所謂的“熱地”，即帶電。

6、冷：

因為開關電源的高頻變壓器隔離了輸入端和輸出端； 由於迴響電路通常使用光電耦合器，囙此它不僅可以傳輸迴響訊號，還可以隔離兩側的“接地”； 囙此，輸出端的接地被稱為“冷地”，它不帶電。

7、電源接地

高電流網路設備、電力電子和磁性設備的零電位參考點。

8、訊號接地

通常指傳感變化訊號的地線。

9、安全

提供接地點回路，以防止觸電風險。

10、遮罩接地

為互連電纜和主機架提供0V參攷電壓或電磁遮罩，以防止靜電感應和磁場感應。

11、系統性

整個系統類比和數位信號的共同參考點。

12、浮地

在不接地的情况下，將電路中的支路用作0V參攷電壓。

接地管道

1、單點接地

. 這意味著所有電路的地線都連接到公共地線的同一點，以减少接地回路之間的相互干擾。

. 它可以防止不同子系統中的電流和射頻電流通過相同的返回路徑，從而避免共模雜訊相互耦合。

. 根據不同系統的特點，可以選擇串聯單點接地和並聯單點接地。

2、多點接地

指系統中電路各部分的附近接地。

3、混合接地

. 結合單點接地和多點接地的綜合應用。 通常，在單點接地的基礎上，通過一些電感器或電容器進行多點接地。 它利用了電感和電容器在不同頻率下具有不同阻抗的特性。地線系統在不同頻率下具有不同的接地結構，主要適用於在混合頻率下工作的電路系統。

. 注意區分類比電路的接地和數位電路的接地，以及它們的最佳公共連接點。

提示：在低頻電路中, 訊號的工作頻率小於1MHz, 之間的電感 PCB佈線 該裝置幾乎沒有影響, 接地電路形成的環流對干擾的影響較大, 囙此，應採用單點接地. 當訊號工作頻率大於10MHz時, 地線阻抗變得非常大. 此時, 接地線阻抗應盡可能降低, 應使用最近的多個點進行接地. 當工作頻率在1到10 MHz之間時, 如果使用單點接地, 接地線的長度不得超過1/波長的20, 否則, 應使用多點接地.